ANALISIS KUALITATIF ANORGANIKKATION DAN ANION

Banyak ion-ion terlarut yang kita temui di sekitar kita misalnya pada air laut, sungai, limbah, atau pun dalam bentuk padatannya seperti pada tanah dan pupuk.Unsur logam dalam larutannya akan membentuk ion positif atau kation, sedangkan unsur non logam akan membentuk ion negatif atau anion. Metode yang digunakan untuk menentukan keberadaan kation dan anion tersebut dalam bidang kimia disebut analisis kualitatif. Untuk senyawa anorganik disebut analisis kualitatif anorganik (Kleinfelter, 1980).Banyak pendekatan yang dapat digunakan untuk melakukan analisis kualitatif. Ion-ion dapat diidentifikasi berdasarkan sifat fisika dan kimianya. Beberapa metode analisis kualitatif modern menggunakan sifat fisika seperti warna, spektrum absorpsi, spektrum emisi, atau medan magnet untuk mengidentifikasi ion pada tingkat konsentrasi yang rendah (Kleinfelter, 1980).Namun demikian kita juga dapat menggunakan sifat fisika dan kimia untuk mengembangkan suatu metode analisis kualitatif menggunakan alat-alat yang sederhana yang dipunyai hampir semua laboratorium. Sifat fisika yang dapat diamati langsung seperti warna, bau, terbentuknya gelembung gas atau pun endapan merupakan informasi awal yang berguna untuk analisis selanjutnya.Tabel berikut menunjukkan beberapa ion yang berwarna (Zumdahl, et al., 1990).

Jenis ionWarnaJenis ionWarna

Cu2+BiruMn2+Merah muda

Cr3+HijauNi2+Hijau

Fe2+HijauCrO42-Kuning

Fe3+Kuning kecoklatanMnO4-Ungu

Tabel 1. Warna beberapa ion dalam air

Beberapa logam mempunyai warna nyala yang spesifik sehingga dapat dilakukan sebagai salah satu cara untuk identifikasi kation tersebut

LogamWarnaLogamWarna

NaKuningBaHijau kekuningan

KUnguCaMerah kekuningan

LiMerahSrMerah tua

Tabel 2. Warna nyala beberapa logamAnalisis kualitatif berdasarkan sifat kimia melibatkan beberapa reaksi kimia seperti reaksi asam basa, redoks, kompleks, dan pengendapan. Hukum kesetimbangan massa sangat berguna untuk menentukan ke arah mana reaksi berjalan. Dalam bahasan berikut akan diberikan tinjauan ringkas tentang prinsip-prinsip reaksi tersebut dan bagaimana kegunaanya dalam analisis kualitatif (Masterton et al., 1990).

25

KesetimbanganTetapan kesetimbangan untuk reaksi berikut:

aA + bB cC+ dDadalah : K = [C]c + {D]d [A]a + [B]b

Nilai K tersebut konstan pada suhu dan tekanan tertentu.

Dalam analisa kualitatif nilai K tersebut dapat digunakan untuk menggeser kesetimbangan ke arah reaksi yang dikehendaki. Kesetimbangan kimia dapat digeser ke arah pembentukan hasil reaksi dengan menambahkan lebih banyak pereaksi atau dengan mengeluarkan salah satu hasil reaksi dari sistem kesetimbangan. Dalam prakteknya hal ini berarti menambahkan pereaksi-pereaksi dengan berlebih, atau mengeluarkan hasil reaksi dari fase larutan misalnya dengan pengendapan, penguapan atau pun ekstraksi. Pergeseran kesetimbangan juga dapat dilakukan dengan cara merubah suhu atau pun tekanan (Masterton et al., 1990).

Reaksi PengendapanBanyak reaksi-reaksi yang menghasilkan endapan berperan penting dalam analisa kualitatif. Endapan tersebut dapat berbentuk kristal atau koloid dan dengan warna yang berbeda-beda. Pemisahan endapan dapat dilakukan dengan penyaringan atau pun sentrifus. Endapan tersebut terbentuk jika larutan menjadi terlalu jenuh dengan zat yang bersangkutan. Kelarutan suatu endapan adalah sama dengan konsentrasi molar dari larutan jenuhnya.Kelarutan bergantung pada berbagai kondisi seperti tekanan, suhu, konsentrasi bahan lain dan jenis pelarut. Perubahan kelarutan dengan perubahan tekanan tidak mempunyai arti penting dalam analisa kualitatif, karena semua pekerjaan dilakukan dalam wadah terbuka pada tekanan atmosfer.Kenaikan suhu umumnya dapat memperbesar kelarutan endapan kecuali pada beberapa endapan, seperti kalsium sulfat, berlaku sebaliknya. Perbedaan kelarutan karena suhu ini dapat digunakan sebagai dasar pemisahan kation. Misalnya, pemisahan kation Ag, Hg(I), dan Pb dapat dilakukan dengan mengendapkan ketiganya sebagai garam klorida, kemudian memisahkan Pb dari Ag dan Hg(I) dengan memberikan air panas. Kenaikan suhu akan memperbesar kelarutan Pb sehingga endapan tersebut larut sedangkan kedua kation lainnya tidak (Masterton et al., 1990).Kelarutan bergantung juga pada sifat dan konsentrasi bahan lain yang ada dalam campuran larutan itu. Bahan lain tersebut dikenal dengan ion sekutu dan ion asing. Umumnya kelarutan endapan berkurang dengan adanya ion sekutu yang berlebih dan dalam prakteknya ini dilakukan dengan memberikan konsentrasi pereaksi yang berlebih. Tetapi penambahan pereaksi berlebih ini pada beberapa senyawa memberikan efek yang sebaliknya yaitu melarutkan endapan. Hal ini terjadi karena adanya pembentukan kompleks yang dapat larut dengan ion sekutu tersebut (Masterton et al., 1990).Sedangkan adanya ion asing menyebabkan kelarutan endapan menjadi sedikit bertambah, kecuali jika terjadi reaksi kimia antara endapan dengan ion asing. Penambahan ion asing seperti penambahan asam atau basa kuat dan ligan dapat menyebabkan endapan menjadi larut kembali, Contohnya pada reaksi berikut:Ni(OH)2(s)+2H+ Ni2++ 2H2OAgCl (s) + 2NH3 Ag(NH3)2+ + Cl-Perubahan kelarutan karena komposisi pelarut mempunyai sedikit arti penting dalam analisis kualitatif. Meskipun kebanyakan pengujian dilakukan dalam larutan air, dalam beberapa hal lebih menguntungkan jika digunakan pelarut lain misalnya pelarut organik seperti alkohol,eter, dan lain-lain (Svehla, 1979).Hasil kali kelarutan suatu endapan yang dipangkatkan dengan bilangan yang sama dengan jumlah masing-masing ion bersangkutan menghasilkan tetapan yang dikenal dengan Ksp. Misalnya, jika endapan perak klorida ada dalam kesetimbangan dengan larutan jenuhnya:AgCl Ag+ + Cl-Maka Ksp = [Ag+]1 [Cl-]1Tetapan ini dalam analisis kualitatif mempunyai nilai yang berarti, karena tidak saja dapat menerangkan, tetapi juga dapat membantu meramalkan reaksi-reaksi pengendapan. Jika hasil kali ion lebih besar dari hasil kali kelarutan suatu endapan, maka akan terbentuk endapan, sebaliknya jika hasil kali ion lebih kecil dari hasil kali kelarutan maka endapan tidak akan terbentuk. Berdasarkan nilai Ksp ini maka kation-kation dapat dipisahkan menjadi beberapa kelompok kecil yang selanjutnya dapat memudahkan identifikasi masing-masing kation (Svehla, 1979).

Asam BasaAsam secara sederhana didefinisikan sebagai zat yang bila dilarutkan dalam air mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidrogen., sedangkan basa mengalami disosiasi dengan pembentukan ion hidroksil. Asam atau pun basa yang mengalami disosiasi sempurna merupakan asam atau basa kuat, misalnya HCl, HNO3, NaOH dan KOH. Sebaliknya bila asam atau basa hanya terdisosiasi sebagian maka disebut asam atau basa lemah, misalnya asam asetat, H2S dan amonium hidroksida. Dalam analisa kualitatif H2S digunakan untuk mengendapkan sejumlah kation menjadi garam sulfidanya.Dalam analisa kualitatif sering kita perlu mempertahankan konsentrasi hidrogen pada nilai tertentu. Misalnya jika diperlukan suasana yang bersifat asam kuat (pH 0-2) atau basa kuat (pH 12-14) dapat dicapai dengan menambahkan asam kuat atau basa kuat secukupnya.Tetapi jika pH larutan harus dipertahankan misalnya pada pH 4, maka cara diatas tidak dapat dilakukan. Cara yang tepat untuk mempertahankan kondisi larutan yang sedikit asam atau sedikit basa adalah dengan penambahan larutan buffer. Larutan buffer yang sering digunakan dapat dibuat dengan melarutkan asam lemah dan garamnya atau basa lemah dan garamnya, misalnya asam asetat dan natrium asetat atau amonia dan amonium klorida (Vogel, 1990).

RedoksBanyak reaksi oksidasi dan reduksi yang digunakan untuk analisa kualitatif, baik sebagai pengoksidasi atau pun pereduksi. Beberapa reaksi oksidasi reduksi yang ditunjukkan dengan adanya perubahan fisik seperti perubahan warna sangat berguna dalam membantu identifkasi ion (Masterton et al., 1990).Berikut ini beberapa zat yang digunakan dalam analisa kualitatif:1. Kalium permanganat, KMNO4Zat padat coklat tua yang menghasilkan larutan ungu bila dilarutkan dengan air, merupakan pengoksidasi kuat yang dipengaruhi oleh pH dari mediumnya (Masterton et al., 1990).a) Dalam asamMnO4- + 8H+ + 5e Mn2+ (warna merah muda) + 4H2Ob) Dalam larutan netralMnO4-+ 4H++ 3e MnO2 (endapan coklat) + 2H2Oc) Dalam larutan basa MnO4- + e MnO42- ( warna hijau)2. Asam nitrat, HNO3Asam nitrat merupakan jenis asam mineral yang bersifat oksidator dan tergantung pada konsentrasi asam.HNO3 + 3H+ + 3e NO + 2H2OGas NO tak berwarna tetapi mudah bereaksi dengan oksigen di udara menghasilkan nitrogen dioksida yang berwarna coklat kemerahan.2NO + O2 2NO2 (Masterton et al., 1990).

3. Hidrogen peroksida, H2O2Zat ini dapat bersifat sebagai oksidator atau pun reduktor tergantung kekuatan pasangan reaksinya.a) Sebagai oksidatorH2O2 + 2H+ + 2e 2H2Ob) Sebagai reduktorH2O2 O2 + 2H+ + 2e (Masterton et al., 1990).

Reaksi Pembentukan KompleksDalam pelaksanaan analisis kualitatif anorganik banyak digunakan reaksi- reaksi yang melibatkan pembentukan ion kompleks. Suatu ion atau molekul kompleks terdiri dari satu atom pusat dan sejumlah ligan yang terikat dengan atom pusat tersebut. Atom pusat memiliki bilangan koordinasi tertentu yang menunjukkan jumlah ruangan yang tersedia di sekitar atom pusat (Masterton et al., 1990). Pembentukan kompleks dalam analisa kualitatif digunakan untuk :

1. Uji-uji spesifikBeberapa reaksi pembentukan kompleks yang sangat peka dan spesifik dapat digunakan untuk identifikasi ion. Berikut ini beberapa reaksi pembentukan kompleks yang sering digunakan dalam analisis kualitatif : Cu2+(biru) + 4NH3 [Cu(NH3)4]2+(biru tua)Fe3+ + SCN- [Fe(SCN)6]3-Ni2+ + dimetilglioksim(DMG) 1 Ni-DMG(endapan merah)

2. Penutupan (masking)Ketika menguji suatu ion spesifik dengan suatu pereaksi, mungkin akan muncul gangguan karena adanya ion lain yang ada dalam larutan. Gangguan ini dapat dicegah dengan menambahkan pereaksi yang disebut zat penutup, yang membentuk kompleks yang stabil dengan ion pengganggu. Ion yang akan diidentifikasi tidak perlu lagi dipisahkan secara fisika. Misalnya, pada uji kadmium dengan H2S dengan adanya tembaga. Ion tembaga dapat bereaksi dengan H2S juga, karena itu perlu ditutupi dengan cara pembentukan kompleks dengan CN- menjadi [Cu(CN)4]2-, dimana kompleks tetrasiano ini tidak akan membentuk endapan tembaga sulfida.Sedangkan kompleks [Cd(CN)4]2- tetap dapat membentuk endapan kadmium sulfida (Masterton et al., 1990).3. Pelarutan kembali endapanPembentukan kompleks dapat menyebabkan kenaikan kelarutan, sehingga suatu endapan dapat larut kembali. Contohnya pada endapan AgCl jika ditambahkan NH3 maka endapan tersebut akan larut kembali. Hal ini terjadi karena terbentuknya kompleks Ag+ dengan NH3 membentuk kompleks [Ag(NH3)2]+.

Analisis KationAnalisis kation memerlukan pendekatan yang sistematis.Umumnya ini dilakukan dengan dua cara yaitu pemisahan dan identifikasi. Pemisahan dilakukan dengan cara mengendapkan suatu kelompok kation dari larutannya. Kelompok kation yang mengendap dipisahkan dari larutan dengan cara sentrifus dan menuangkan filtratnya ke tabung uji yang lain. Larutan yang masih berisi sebagian besar kation kemudian diendapkan kembali membentuk kelompok kation baru. Jika dalam kelompok kation yang terendapkan masih berisi beberapa kation maka kation-kation tersebut dipisahkan lagi menjadi kelompok kation yang lebih kecil, demikian seterusnya sehingga pada akhirnya dapat dilakukan uji spesifik untuk satu kation. Jenis dan konsentrasi pereaksi serta pengaturan pH larutan dilakukan untuk memisahkan kation menjadi beberapa kelompok (Vogel, 1990).Suatu skema analisis standar untuk mengidentifikasi 25 kation dan 13 anion yang berbeda telah disusun. Skema analisis tersebut terus dikembangkan sehingga sekarang orang dapat memilih skema yang sesuai dengan kondisi yang ada dilaboratorium masing-masing. Bahkan tidak menutup kemungkinan untuk memodifikasi dan mengembangkan sendiri skema tersebut.Tabel berikut ini menunjukkan kelompok kation dan pereaksi yang digunakan dalam analisis kualitatif standar (Vogel, 1990).

GolonganKationPereaksi pengendap/kondisi

1Ag+, Hg+, Pb2+HCl 6 M

2Cu2+, Cd2+, BI3+, Hg2+

Sn4+, Sb3+H2S 0,1 M pada pH 0,5

3Al3+, Cr3+, Co2+, Fe2+

Ni2+, Mn2+, Zn2+H2S 0,1 M pada pH 9

4Ba2+, Ca2+, Mg2+ , Na+,K+, NH4+Tidak ada pereaksi pengendap golongan

Dalam analisis kualitatif sistematis, kation-kation diklasifikasikan dalam lima golongan, berdasarkan sifat-sifat kation itu terdapat beberapa reagensia. Reagensia yang umum dipakai diantaranya : asam klorida, hidrogen sulfida, amonium sulfida, dan amonium karbonat. Klasifikasi kation berdasarkan atas apakah suatu kation bereaksi dengan reagensia, reagensia ini dengan membentuk endapan atau tidak boleh dikatakan bahwa klasifikasi kation yang paling umum didasarkan atas perbedaan kelarutan dari klorida, sulfida, dan karbonat dari kation tersebut (Masterton et al., 1990).Klasifikasi ini didasarkan atas apakah suatu kation bereaksi dengan reagen-reagensia ini dengan membentuk endapan atau tidak. Klasifikasi katipon yang paling umum didasarkan atas perbedaan kelarutan dari klorida, sulfat dan karbonat dari kation tersebut. Kelima golongan kation dan ciri-ciri khas golongan-golongan ini adalah sebagai berikut (Vogel, 1990).

GOLONGAN IKation golongan I : Timbal(II), Merekurium(I), dan Perak(I). Pereaksi golongan : Asam klorida encer (2M). Reaksi golongan : Endapan putih timbal klorida (PbCl2), Merkurium (I) klorida (Hg2Cl2), dan perak klorida (AgCl).Kation golongan I membentuk klorida-klorida yang tak larut, namun timbale klorida sedikit larut dalam air, dan karena itu timbal tak pernah mengendap dengan sempurna bila ditambahkan asam klorida encer kepada suatu cuplikan ion timbal yang tersisa itu diendapkan secara kuantitatif dengan H2S dalam suasana asam bersama-sama kation golongan II. Nitrat dari kation-kation golongan I sangat mudah larut diantara sulfat-sulfat, timbal praktis tidak larut, sedang perak sulfat jauh lebih banyak. Kelarutan merkurium(I) sulfat terletak diantara kedua zat diatas. Bromida dan iodida juga tidak larut. Sedangkan pengendapan timbal halide tidak sempurna dan endapan itu mudah sekali larut dalam air panas.sulfida tidak larut asetat-asetat lebih mudah larut, meskipun perak asetat bisa mengendap dari larutan yangagak pekat. Hidroksida dan karbonat akan diendapkan dengan reagensia yang jumlahnya ekuivalen.tetapi pada reagensia berlebih, ia dapat bergerak dengan bermacam- macam cara dimana ada perbedaan dalam sifat-sifat zat ini terhadap ammonia (Vogel, 1990).

GOLONGAN IIKation golongan II adalah Merkurium(II), timbal(II), bismuth(III), tembaga(II), cadmium(II), arsenic(III) dan (V), stibium(III), dan timah(II)Reagensia golongan : hIdrogen sulfida(gas atau larutan-air jenuh)Reaksi golongan : endapan-endapan dengan berbagai warna HgS (hitam), PbS (hitam), Bi2S3(coklat), AS2S3 (kuning), Sb2S3 (jingga), SnS2 (coklat) dan SnS2 (kuning) (Vogel, 1990)..Kation-kation golongan II dibagi menjadi 2 sub golongan, yaitu sub Golongan tembaga dan sub Golongan arsenic. Dasar pembagian ini adalah kelarutan endapan sulfida dalam ammonium polisulfida sub. Golongan tembaga tidak larut dalam reagensia ini. Sulfida dari sub. Golongan arsenic melarut dengan membentuk garam tio (Vogel, 1990).

GOLONGAN IIIKation golongan III : Fe2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Cr6+, Ni2+, Cu2+, Mn2+, dan Mn7+, Zn2+ Reagensia golongan H2S (gas/larutan air jenuh) dengan adanya ammonia dan ammonium klorida atau larutan ammonium sulfida.Reaksi golongan : endapan dengan berbagai warna FeS (hitam), Al(OH)3 (putih), Cr(OH)3 (hijau), NiS (Hitam), CoS (hitam), MnS (merah jambu), dan Zink sulfat (putih). Logam golongan ini tidak diendapkan oleh reagensia golongan untuk golongan I dan II tetapi semua diendapkan dengan adanya ammonium klorida oleh H2S dari larutan yang telah dijadikan basa dengan larutan ammonia. Logam-logam ini diendapkan sebagai sulfida, kecuali Al3+ dan chromium yang diendapkan sebagai hidroksida, karena hidroksida yang sempurna dari sulfida dalam larutan air, besi, aluminium, dan kromium (sering disertai sedikit mangan) juga diendapkan sebagai hidroksida oleh larutan amonia dengan adanya ammonium klorida, sedangkan logam-logam lain dari golongan ini tetap berada dalam larutan dan dapat diendapkan sebagai sulfida oleh H2S. maka golongan ini bisa dibagi menjadi golongan besi(besi, aluminium, mangan dan zink (Vogel, 1990).GOLONGAN IVKation golongan IV : Barium, Stronsium, dan KalsiumReagensia golongan : terbentuk endapan putih Reaksi golongan : terbentuk endapan putih Reagensia mempunyai sifat: tidak berwarna dan memperlihatkan reaksi basa terurai oleh asam-asam(terbentuk gas Co2) harus dipakai pada suasana netral/ sedikit basa

Kation-kation golongan IV tidak bereaksi dengan reagen HCl, H2S, ataupun ammonium sulfida, sedang dengan ammonium karbonat(jika ada ammonia atau ion ammonium dalam jumlah yang sedang) akan terbentuk endapan putih(BaCO3, SrCO3, CaCO3) (Vogel, 1990).

GOLONGAN VKation golongan V : Magnesium, Natrium, Kalium dan AmoniumReagensia golongan : tidak ada reagen yang umum untuk ketiga golongan V iniReaksi golongan : Tidak bereaksi dengan HCl, H2S, (NH4)2S, atau (NH4)2CO3Reaksi-reaksi khusus dan uji nyala dapat dipakai untuk mengidentifikasi ion-ion dan kation golongan ini. Mg memperlihatkan reaksi-reaksi yang serupa dengan reaksi-reaksi dari golongan keempat. Magnesium karbonat dengan adanya garam ammonium dapat larut. Reaksi magnesium tak akan mengendap bersama kation golongan IV. Reaksi ion ammonium sangat serupa dengan reaksi-reaksi ion kalium, karena jari-jari ion dari kedua ion ini hampir identik (Vogel, 1990).Pemisahan Kation Golongan I : Ag+, Hg+, Pb2+Untuk memisahkan ketiga kation ini kita menambahkan HCl 6 M pada sampel uji. Kation golongan 1 akan mengendap sebagai garam klorida yang berwarna putih. Reaksi yang terjadi :Ag+ + Cl- AgCl2Hg+ + 2Cl- Hg2Cl2Pb2+ + 2Cl- PbCl2Endapan PbCl2 akan larut dengan kenaikan suhu. Karena itu PbCl2 dapat dipisahkan dari kedua kation yang lain dengan menambahkan air panas kemudian mensentrifus dan memisahkannya dari larutan (Vogel, 1990).

Hg1+ dan Ag+ dapat dipisahkan dengan penambahan NH3. Jika ada Hg2Cl2maka dengan NH3 akan bereaksi :Hg2Cl2 + 2NH3 HgNH2Cl + Hg +NH4Cl Putih HitamEndapan yang teramati menjadi berwarna abu-abu.Sedangkan penambahan amonia terhadap Ag+ menyebabkan endapan AgCl larut kembali karena terjadi pembentukan kompleks Ag(NH3)2+ yang stabil. AgCl + 2NH3 Ag(NH3)2 + Cl-Adanya Ag+ dapat diuji dengan menambahkan asam kuat HNO3 6 M. Ion H+ akan mendekomposisi kompleks Ag(NH3)2 sehingga Ag+ akan bebas dan bereaksi dengan Cl- yang sudah ada membentuk endapan AgCl kembali. Ag(NH3)2+ + 2H+ + Cl- AgCl + NH4+

Pemisahan Kation Golongan II : Cu2+, Cd2+, BI3+ , Hg2+, As3+, Sn4+, Sb3+Kation Golongan II, III,IV, dan V tidak membentuk endapan klorida. Dengan demikian kation tersebut tetap ada dalam filtrat larutan setelah penambahan HCl 6M. Untuk memisahkan kation golongan 2 dengan kelompok kation. lainnya maka kation Golongan II diendapkan sebagai garam sulfida dengan konsentrasi ion H+ dibuat menjadi sekitar 0,3 M (pH=0,5). Kondisi pH ini penting karena jika konsentrasi asam terlalu tinggi maka tembaga, kadmium, kobalt dan timbal tidak akan sempurna pengendapannya, sebaliknya jika keasaman terlalu rendah maka sulfida dari golongan III dapat ikut terendapkan. Larutan kemudian dijenuhkan dengan sulfida. Ion sulfida terbentuk dari ionisasi asam lemah H2S yang berasal dari gas H2S yang dilarutkan dalam air atau dari tioasetamida yang terhidrolisis. Penambahan hidrogen peroksida dapat dilakukan untuk mengoksidasi Sn2+ menjadi Sn4+ sehingga endapan SnS yang agak gelatin menjadi SnS2. Reaksi yang terjadi diantaranya:Cu2+ +S2- 2CuS (endapan hitam)Endapan kation lainnya adalah CdS(kuning), Bi2S3(hitam), SnS2(kuning), dan Sb2S3(jingga). PbCl2 mempunyai Ksp yang cukup tinggi sehingga agak mudah larut dalam larutan asam klorida encer, karena itu dalam kation golongan II ini kemungkinan kation Pb masih ditemukan (Vogel, 1990).

Pemisahan kation golongan II menjadi: sub gol tembaga dan arsenKation Golongan II dibagi menjadi dua sub golongan yaitu sub-golongan tembaga dan arsen. Pembagian ke dua sub-golongan ini berdasarkan kelarutan endapan garam sulfida dan amonium polisulfida. Sulfida dari sub-golongan tembaga yaitu PbS, CuS, CdS, HgS dan Bi2S3 tidak larut dalam pereaksi ini, sedangkan sulfida dari sub gol arsen yaitu As2S3, As2S5, SnS2 dan Sb2Sb3 akan larut membentuk garam tio (Vogel, 1990).Reaksi yang terjadi :As2S5 + 3S2- 2AsS43- (tioarsenit)As2S3 + 3S2- 2AsS3- (tioarsenat) Sb2S3+ 3S2- 2SbS33- (tioantimonat) Sb2Sb5 + 3S2- 2SbS43- (tioantimonit)SnS + S2- SnS32- (tiostanat)Amonium sulfida (NH4)2S tidak dapat melarutkan SnS, karena itu SnS harus dioksidasi telebih dahulu. Hal ini dapat dilakuka dengan penambahan hidrogen peroksida sebelum pengendapan sulfida atau mengganti amonium sulfida dengan amonium polisulfida (NH4)2S2) yang dapat mengoksidasi kation tersebut (Vogel, 1990).Pemisahan dan identifikasi HgSulfida dari tembaga, kadmium, bismut, dan timbal larut dalam asam nitrat, sedangkan merkuri tidak. Berdasarkan hal tersebut, maka merkuri dapat dipisahkan dari kation lainnya yang ada dalam sub gol tembaga. Sulfida tembaga, kadmium, bismut dan timbal latut dengan asam nitrat berdasarkan reaksi berikut:3CuS + 2NO3- + 8H+ 3Cu2+ + 3S + 2NO +4H2OEndapan HgS berwarna hitam, bila ada warna lain misalnya putih atau kuning maka perlu dilakukan uji kemungkinan adanya Hg. HgS dapat larutdengan aqua regia (campuran HCl:HNO3=3:1). Reaksi yang terjadi:3HgS + 2NO3- + 8H+ + 12Cl- 3HgCl42- +2NO + H2O +3SIon HgCl42- akan segera terdisosiasi menjadi ion Hg2+ dan Cl- yang tidak berwarna. Ion Hg2+ dapat diidentifikasi dengan cara reduksi oleh :Sn2+2Hg2+ + Sn2+ + 2Cl- Hg2Cl2(putih) +Sn4+Jika Hg2+ dalam jumlah banyak dan Sn2+ terus ditambahkan maka endapan Hg akan terbentuk seperti reaksi di bawah ini :Hg2Cl2 + Sn2+ 2Hg (hitam) + Sn4+ 2Cl-Karena Sn2+ pereaksi yang ditambahkan secara berlebih, maka endapan yang terbentuk akan terlihat abu-abu atau hitam. Sn2+ merupakan senyawa pereduksi yang kuat, tetapi kemampun ini akan hilang jika terdapat ion Cl- karena Cl- ini akan mengoksidasi Sn2+ menjadi Sn4+ (Vogel, 1990).

Pemisahan dan identifikasi Bi dari Cu dan CdPenambahan NH4OH pada larutan yang mengandung kation Bi,Cu dan Cd pada awalnya akan mengendapkan ketiga hidroksida kation tersebut (Masterton et al., 1990).Cu2++ 2NH4OH Cu(OH)2(biru) + 2NH4+Tetapi jika pereaksi diberikan secara berlebih, hidroksida Cu akan larut membentuk kompleks Cu(NH3)42+. Warna larutan akan berubah dari warna biru muda menjadi biru gelap.Cu(OH)2 + 4NH4OH Cu(NH3)42+ + 2OH- + 4H2ODemikian juga dengan hidroksida kadmium, Cd(OH)2 (putih) akan larut dalam pereaksi berlebih membentuk kompleks Cd(NH3)42+. Tetapi tidak demikian dengan hidroksida bhismut, Bi(OH)3, tidak akan larut dalam pereaksi berlebih. Karena itu adanya endapan putih menunjukkan adanya kation Bi. Identifikasi lebih lanjut dapat dilakukan dengan mereduksi Bi(OH)3 menjadi logam Bi yang merupakan endapan berwarna hitam (Vogel, 1990).2Bi(OH)3 + 3 Sn(OH)42- 2Bi + 3Sn(OH)62-Sn(OH)4 2- diperoleh dari SnCl2 sebagai pereaksi yang ditambahkan bersama dengan NaOH berlebih yang telah ditambahkan sebelumnya.Sn2+ + 2OH- Sn(OH)2Sn(OH)2 + 2OH- Sn(OH)42-

Identifikasi Cu dan CdCu dapat diidentifikasi secara visual lewat warna larutan yang berwarna biru (jika konsentrasi Cu dalam larutan 1 bag per 25000 air). Jika larutan tidak berwarna maka sebaiknya tetap dilakukan uji Cu dengan penambahan Fe(CN)63- yang dengan Cu akan membentuk endapan warna merah dari kompleks [Cu2Fe(CN)6]. Pereaksi ini dapat mengidentifikasi Cu sampai konsentrasi 1 ppm (Vogel, 1990).Jika Cu tidak ada, maka pada larutan yang tidak berwarna dapat langsung ditambahkan amonium sulfida. Jika terbentuk endapan kuning,CdS, maka Cd ada. Tetapi jika Cu ada, maka untuk mengidentifikasi Cd dilakukan dengan membentuk Cu dan Cd menjadi kompleks Cu(CN)42- dan Cd(CN)42-(Vogel, 1990).Reaksi yang terjadi:2Cu(NH3)42+ + 5CN + H2O 2Cu(CN)42- + CNO- + 6NH3 + 2NH4 + Cd(NH3)42+ + 4CN- Cd(CN)4 2- + 4NH3Kompleks Cu(CN)42- sangat stabil dibandingkan kompleks Cd(CN)42-, sehingga komplek Cd dapat terdisosiasi :Cd(CN)42- Cd2+ + 4CN-Kation Cd yang dihasilkan cukup untuk membentuk endapan sulfida denganpenambahan amonium sulfida menghasilkan sulfida kadmium yang berwarna kuning (Vogel, 1990).

Pemisahan Kation Golongan III : Al3+, Cr3+, Co2+, Fe2+, Ni2+, Mn2+, Zn2+Kation golongan III membentuk sulfida yang lebih larut dibandingkan kation golongan II. Karena itu untuk mengendapkan kation golongan III sebagai garam sulfida konsentrasi ion H+ dikurangi menjadi sekitar 10-9 M atau pH 9. Hal ini dapat dilakukan dengan penambahan amonium hidroksida dan amonium klorida. Kemudian dijenuhkan dengan H2S. Dalam kondisi ini kesetimbanganH2S 2H+ + S2-Akan bergeser ke kanan. Dengan demikian konsentrasi S2- akan meningkat dan cukup untuk mengendapkan kation golongan III. H2S dapat juga diganti dengan (NH4)2S.Penambahan amonium hidroksida dan amonium klorida juga dapat mencegah kemungkinan mengendapnya Mg menjadi Mg(OH)2. Penambahan kedua pereaksi ini menyebabkan mengendapnya kation Al3+, Fe3+ dan Cr3+ sebagai hidroksidanya, Fe(OH)3 (merah), Al(OH)3(putih) dan Cr(OH)3 (putih). Hidroksida kation yang lain pada awalnya juga akan mengendap tetapi penambahan amonium hidroksida berlebih menyebabkan hidroksida kation-kation tersebut menjadi kompleks Zn(NH3)42+, Ni(NH3)62+,Co(NH3)62+ yang larut. Ion sulfida dapat bereaksi dengan Zn(NH3)42+ , Ni(NH3)62+, Co(NH3)62+ membentuk endapan sulfida CoS (hitam), NiS (hitam), dan ZnS (putih) dengan reaksi seperti berikut :Ni(NH3)62+ + S2- 2NiS + NH3

Pemisahan Sub golongan Aluminium dan NikelHidroksida aluminium, kromium dan seng bersifat amfoter sehingga larut dengan NaOH. Sebaliknya hidroksida besi, mangan, kobalt dan nikel tidak bersifat amfoter sehingga kation tersebut tidak larut dengan NaOH. Hal ini yang mendasari pemisahan kedua subgolongan dalam kation golongan III. Endapan kation golongan III larut dengan HCl, kecuali NiS dan CoS yang agak sullit, keduanya dapat larut cepat dengan aqua regia (HCl dan HNO3). Aqua regia juga akan mengoksidasi Fe2+ menjadi Fe3+ (Masterton et al., 1990).Jika NaOH ditambahkan maka hidroksida ke tujuh kation tersebut akan terbentuk, tetapi aluminium, kromium dan seng yang bersifat amfoter akan larut membentuk kompleks Al(OH)4-, Cr(OH)4-, Zn(OH)4-, sedangkan kation yang lain tidak larut. Mn(OH)2 dan Co(OH)2 akan teroksidasi oleh udara menjadi MnO2 dan Co(OH)3 yang berwarna hitam. Penambahan hidrogen peroksida mempercepat oksidasi kedua zat tersebut, juga mengoksidasi Cr(OH)4 - menjadi CrO42- (Masterton et al., 1990). Hidroksida besi dan nikel cepat larut dalam asam sulfat menjadi Fe2+ dan Ni2+, tetapi MnO2 dan Co(OH)3 lambat larut. Hidrogen peroksida ditambahkan untuk mempercepat kelarutan endapan ini dengan cara mereduksinya menjadi MnO dan Co(OH)2. Reaksi yang berlangsung :

MnO2 + H2O2 MnO + H2O + O22Co(OH)3 + H2O2 2Co(OH)2 + 2H2O + O2MnO + 2H+ Mn2+ + H2OCo(OH)2 + 2H+ Co2+ + 2H2O

Identifikasi besiIdentifikasi besi dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya :1. Kalium heksasiano ferat(II), K4Fe(CN)6 Membentuk endapan biru Prussian4Fe3+ + 3Fe(CN)64- Fe4[Fe(CN)6]32. Kalium tiosianat, KSCN Larutan berwarna merah Fe3+ + SCN- Fe(SCN)63- (Masterton et al., 1990).

Identifikasi kobaltIdentifikasi kobalt dapat dilakukan dengan pereaksi yang sama dengan besi yaitu KSCN dalam alkohol memberikan warna larutan biru. Kompleks besi dengan tiosianat merupakan kompleks yang stabil sedangkan kompleks Co dengan tiosianat merupakan kompleks yang kurang stabil sehingga untuk penentuan besi dengan adanya Co tidak akan mengganggu. Tetapi untuk identifikasi Co harus ditambahkan NaF untuk mengkompleks Fe menjadi FeF6 3- yang tidak berwarna sehingga tidak mengganggu kompleks Co tiosianat. Kompleks Co tiosianat ini akan lebih stabil dalam alkohol (Masterton et al., 1990).Co2+ + 4SCN Co(SCN)42-

Identifikasi NiBuat larutan menjadi basa dengan penambahan NH3. Jika pada penambahan ini terbentuk endapan hidroksida besi dan mangan, sentrifus dan dekantasi. Pada filtrat yang tidak berwarna ditambahkan dimetil glioksim. Endapan merah dari NiC8H14N4O4 (Ni-dimetil glioksim) menunjukkan adanya Ni (Masterton et al., 1990).Reaksinya sebagai berikut :(CH3)C2(NOH)2 + Ni(NH3)62+ 2NH4+ + NiC8H14N4O4 + 4NH3

Identifikasi MnMangan dapat diidentifikasi dengan mengoksidasi Mn2+ menjadi MnO4- yang berwarna ungu dengan natrium bismutat (NaBiO3) dalam asam nitrat (Masterton et al., 1990).2Mn2+ + 5HBiO3 + 9H+ 2MnO4- + 5Bi3+ + 7H2O (Masterton et al., 1990).

Pemisahan dan Identifikasi Sub golongan AlPada filtrat hasil pemisahan dengan sub golongan besi, penambahan asam nitrat akan memberikan reaksi berikut:Al(OH)4- + 4H+ Al3+ + 4 H2OZn(OH)4- + 4H+ Zn2+ + 4H2O2CrO42- + 2H+ Cr2O72- + H2OJika terdapat kromat warna larutan berubah menjadi jingga dengan terbentuknya dikromat. Penambahan amonium hidroksida lebih lanjut akan membentuk endapan putih yang menunjukkan adanya Al. Sedangkan Cr2O72- dan Zn2+ akan menjadi CrO42- dan Zn(NH3)42+. Identifikasi Cr dapat dilakukan dengan BaCl2 memberikan endapan kuning barium kromat (Masterton et al., 1990).Berikut reaksinya :CrO42- + Ba2+ BaCrO4Identifikasi Zn dapat dilakukan dengan kertas difeniltiokarbazon atau kertas ditizhone memberikan warna merah keunguan menunjukkan adanya Zn (Masterton et al., 1990).

Pemisahan Kation golongan IV: Ba2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+ dan NH4+Pemisahan dan Identifikasi BaBarium sulfat merupakan garam sulfat yang sangat tidak larut dengan air, sedangkan kalsium agak larut, dan kation logam lainnya larut dalam air. Pemisahan barium dengan kation lainnya berdasarkan hal tersebut. Penambahan amonium sulfat akan memberikan endapan putih jika terdapat barium. Uji selanjutnya dapat dilakukan dengan uji nyala memberikan warna hijau kekuningan (Masterton et al., 1990).Pemisahan dan Identifikasi CaPemisahan kalsium dengan kation lainnya berdasarkan kelarutan garam kalsium oksalat yang sangat tidak larut dalam air, sedangkan kation lainnya mudah larut. Jika kalsium ada endapan putih kalsium oksalat akan terbentuk pada penambahan amonium oksalat. Larutan dibuat basa untuk mencegah kelarutan garam oksalat (Masterton et al., 1990).Pemisahan dan Identifikasi MgMagnesium diendapkan dengan Na2HPO4 dalam keadaan basa menjadi magnesium amoniumphosfat dengan reaksi berikut :Mg2+ + HPO42- + NH3 MgNH4PO4Karena endapan putih fosfat dari kation lain juga dapat terbentuk maka perlu dilakukan identifikasi lebih lanjut. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan pereaksi magneson I (p-nitribensenazoresorsinol) atau magneson II (p-nitrobense--nftol) dengan penambahan basa NaOH. Ion OH- dari basa akan bereaksi dengan Mg2+ membentuk endapan putih hidroksida Mg(OH)2. Hidroksida tersebut akan bereaksi dengan pereaksimagneson atau mengabsorbsinya sehingga menjadi berwarna biru (Masterton et al., 1990).

Pemisahan dan Identifikasi Na+, K+, NH4+Uji nyala dapat dilakukan untuk menguji adanya Na+ dan K+ dimana Na+ akan memberikan warna nyala kuning dan K+ warna merah keunguan. Warna nyala dari kalium dapat tertutupi jika terdapat natrium, karena itu diperlukan kaca kobalt untuk melihat warna nyala kalium tersebut. Uji spesifik dapat dilakukan untuk Na+ dengan menggunakan pereaksi seng uranil asetat membentuk endapan kuning [NaZn(UO2)3(C3H3O2)9]. Sedangkan untuk K+ dapat dilakukan dengan pereaksi natrium heksanitrikobaltat (III) memberikan endapan kuning [K2NaCo(NO2)6] Ion amonium juga memberikan reaksi yang serupa dengan K+ sehingga harus dihilangkan terlebih dulu dengan cara pemanasan (Masterton et al., 1990).NH4+ dapat diketahui dengan memanaskan larutan sampel asli dengan NaOH 6 M. Berikut reaksinya :NH4+ + OH- NH3 + H2OBau gas amoniak yang khas menunjukkan adanya kation ini. Gas tersebut merubah lakmus merah menjadi biru (Masterton et al., 1990).

Analisis AnionAnalisis anion tidak jauh berbeda dengan analisis kation, hanya saja pada analisis anion tidak memiliki metode analisis standar yang sistematis seperti analisis kation. Uji pendahuluan awal pada analisis anion juga berdasarkan pada sifat fisika seperti warna, bau, terbentuknya gas, dan kelarutannya. Beberapa anion menghasilkan asam lemah volatil atau dioksidasi dengan asam sulfat pekat seperti dapat dilihat pada tabel berikut (Masterton et al., 1990).AnionPengamatanReaksi

Cl-Bergelembung, tidak berwarna, bau menusuk, asap putih pada udara lembab, lakmus biru menjadi merahNaCl + H2SO4 NaHSO4- + HCl

Br-Bergelembung, berwarna coklat, bau menusuk, berasap, lakmus biru menjadi merahNaBr +2H2SO4 HBr + NaHSO4-2HBr + H2SO4 Br2 + SO2 + 2H2O

I-Bergelembung, uap ungu jika dipanaskan, bau seperti H2S.NaI + H2SO4 NaHSO4 + HI H2SO4 + HI H2S + 4H2O + 4I2

S2-Bau khas gas H2SZnS + H2SO4 ZnSO4 + H2S

CO32-Bergelembung, tidak berwarna dan tidak berbauNa2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + CO2

SO32-Bergelembung, tidak berwarna, bau sengakNa2SO3 + H2SO4 Na2SO4 + H2O + SO2

CrO42-Perubahan warna dari kuning menjadi jingga2K2Cr2O4 + H2SO4 K2Cr2O7 + H2O + K2SO4

Anion lainnya tidak memberikan reaksi dengan asam sulfat pekat dalam keadaan dingin, tetapi nitrat bereaksi menghasilkan uap coklat dari NO2 yang dihasilkan, dan asetat memberikan bau khas cuka jika direaksikan dengan asam sulfat pekat (Masterton et al., 1990).Umumnya anion dibagi menjadi 3 golongan, yaitu:a. Golongan sulfat: SO42-, SO32-, PO43-, Cr2O42-, BO2-, CO32-, C2O42-, AsO43-b. Golongan halida : Cl-, Br-, I-, S2-c. Golongan nitrat : NO3-, NO2-,C2H3O2-Garam BaSO4, BaSO3, Ba2(PO4)3, BaCr2O4, Ba(BO2)2, BaCO3, BaC2O4,Ba3( AsO4)2 tidak larut dalam air kondisi basa, sedangkan garam barium anion lainnya mudah larut. Berdasarkan sifat tersebut maka pemisahan dan identifikasi untuk golongan sulfat dapat dilakukan dengan penambahan pereaksi BaCl2. Kecuali barium kromat yang berwarnakuning, garam barium lainnya berwarna putih (Masterton et al., 1990).Jika larutan sampel diasamkan dengan asam nitrat dan ditambahkan perak nitrat maka hanya golongan anion halida yang akan mengendap sebagai garam perak, yaitu: AgCl (putih), AgBr (kuning), AgI (kuning muda), Ag2S (hitam). Anion yang tidak menunjukkan uji yang positif untuk kedua golongan diatas kemungkinan mengandung anion golongan nitrat (Masterton et al., 1990).Jika sampel mengandung beberapa kation maka uji pendahuluan diatas tidak cukup untuk menentukan ada atau tidaknya suatu anion. Karena itu setelah pengujian pendahuluan dilakukan maka perlu juga dilakukan uji spesifik untuk tiap anion.Berikut ini contoh uji spesifik beberapa anion :1. SulfatAmbil 1 ml sampel, tambahkan asam dan BaCl2. Jika terbentuk endapan putih maka anion sulfat ada.2. KromatPerhatikan filtrat pada uji 1, jika berwarna kuning maka anion kromat ada. Tambahkan pada filtrat Pbnitrat, jika terbentuk endapan kuning maka kromat ada.3. NitratAmbil 1 ml sampel, tambahkan 2 ml asam sulfat pekat. Miringkan tabung uji sehingga membentuk sudut 30oC, kemudian tambahkan beberapa tetes ferosulfat melalui dinding tabung perlahan-lahan. Jika terbentuk cincin coklat maka nitrat ada.4. AsetatAmbil beberapa tetes sampel, tambahkan etanol, perhatikan bau yang terbentuk, jika tercium bau buah maka asetat ada.5. Cl-Setelah dilakukan uji golongan, maka penambahan NH4OH akan melarutkan anion Cl- dan Br-, sedangkan I- tidak larut. Penambahan asam lebih lanjut dapat membentuk endapan putih jika Cl- ada.

DAFTAR PUSTAKAKleinfelter, wood. 1980. Kimia Untuk Universitas Edisi Keenam Jilid 1. Erlangga : JakartaMasterton,W.L. , et al. 1990. Chemical principle. Ed 5. Saunders College Publ.Svehla.G.1979. Textbook of Macro and Semimicro Qualitative Inorganic Analysis. LondonZumdahl,S.S., et al. 1990. Chemistry. D.C Heath and Cmp.